CN104787981B - 一种dmto装置低bc比废水的深度处理方法及处理装置 - Google Patents

Abstract

一种DMTO装置低BC比废水的深度处理方法及处理装置，属于废水处理装置技术领域，它通过一级混合器和二级混合器高速湍流混合后，分别在管式反应器、停留罐内加压氧化反应，改变有机物结构。臭氧氧化后废水通过脱气罐排入曝气生物滤池，处理后的废水从上部排出，再经过砂滤池后，作为回用水返回生产套用。尾气经臭氧破坏器破坏后与空气混合进入曝气池重复利用。本发明操作简单、对设备要求低，经本发明的方法处理之后，原DMTO装置生化处理产出的COD为110mg/L左右，可生化性能很差的废水可进一步降低其COD，可完全达到循环水回用标准，以满足生产循环套用的目的。

Description

一种DMTO装置低BC比废水的深度处理方法及处理装置

技术领域

本发明属于废水处理技术领域，具体涉及一种DMTO装置低BC比废水的深度处理方法及处理装置，主要针对甲醇制烯烃（DMTO）装置中低含盐废水经生化处理（SBR）后， BC比较低的废水进一步降低其COD，以满足生产循环套用的目的。

背景技术

甲醇制烯烃（DMTO）装置生产过程中会产生一种COD值为2000-2500mg/L，总可溶性固体含量（TDS）值为200mg/L以下的废水，通过生化处理后COD降至110mg/L左右，此时废水的可生化性很差，由于COD较高，不适合用于生产套用，考虑到其含盐较少，只需将其中的COD进一步降低，即可直接用于生产套用。

针对低BC比废水进一步降低其COD值，通常采用加入强氧化药剂破坏废水中难以生化处理的有机物的结构，打破其生化处理稳定态，从而可通过生化处理的方式进一步降低其COD值，即提高废水的BC比。

通常所使用的氧化剂有二氧化氯、臭氧等，臭氧是氧的不稳定的三价体，氧化电势在常用氧化剂中最高，达到2.07，仅仅次于氟，是一种游离状态的强氧化剂，对水中难生化处理的有机物破坏性强，反应后的尾气为氧气，与二氧化氯相比，无二次污染，所以采用臭氧法提高废水的BC比在行业中被广泛应用。

行业中在使用臭氧时通常采用塔式或者罐式反应器，废水从塔或者罐顶部进入，臭氧从底部通过分布器进入反应塔或者罐，臭氧与废水逆流接触。从废水中逸出的尾气经过脱臭氧装置后排入大气。该处理方法主要存在几个问题：a、臭氧利用率低，消耗大，仅仅通过重力作用接触，废水和臭氧接触的时间很短往往只有短短的几秒钟，受臭氧分布器的影响较大，若形成大气泡时，臭氧利用率更低。b、通常采用常压反应，臭氧在水中的溶解度小，加上接触时间短，臭氧在水中的溶解量较低，c、臭氧一般采用氧气法生成，所排放的尾气基本上为氧气，直接排放浪费较大。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种高效、简单的DMTO装置低BC比废水的深度处理方法及处理装置。

所述的一种DMTO装置低BC比废水的深度处理方法，该低BC（BOD/COD）比废水的COD为100-120mg/L，BOD为5-15mg/L，其特征在于所述的深度处理方法如下：来自SBR的低BC比废水通过一级混合器与来自停留罐的未反应尾气高速湍流混合后，在管式反应器内加压反应，从管式反应器出来的废水经气液分离器与来自臭氧发生器的臭氧通过二级混合器高速湍流混合后，在停留罐内加压反应，处理后的废水从停留罐上部排出进入脱气罐，经脱气后的废水通过液位控制进入曝气生物滤池后，作为回用水返回生产套用，从气液分离器和脱气罐出来的气体通过臭氧破坏器后进入与鼓风机出口气混合后进入曝气生物滤池。

所述的一种DMTO装置低BC比废水的深度处理方法，其特征在于所述的深度处理方法具体如下：

1）来自SBR的低BC比废水通过废水水泵增压至0.8-1.0MPa，由废水水泵泵入一级混合器中，与来自停留罐罐顶未反应的臭氧在一级混合器内高速湍流混合、溶解，混合均匀后进入管式反应器在高速湍流状态下继续混合、反应，反应结束后从管式反应器顶部流出；

2）从管式反应器顶部流出的废水进入气液分离器，进行气液分离，气体从气液分离器顶部排出，液体从气液分离器底部排出，液体与来自臭氧发生器的臭氧经二级混合器混合后从停留罐底部进入停留罐内，在停留罐内溶解入废水中的臭氧与废水中的难降解有机物进一步反应，停留罐内设置压力指示计以及第一液位指示计，通过压力指示计控制第二调节阀调节停留罐内压力，第一液位指示计控制第一调节阀调节停留罐内液位，经加压臭氧反应后的废水中的液体从停留罐侧壁出口排出，反应尾气从停留罐顶部排出，反应尾气部分进入一级混合器与来自SBR的废水混合后进入管式反应器反应，剩余反应尾气从停留罐顶部另一出口排出，所述的气液分离器顶部排出的气体经流量计控制第三调节阀流出后，再与来自脱气罐顶部的剩余反应尾气汇合后由管道进入臭氧破坏器处理后，经鼓风机进入曝气生物滤池中利用；

3）从停留罐侧壁出口排出的加压臭氧反应后的废水中的液体从脱气罐底部进入脱气罐脱气，脱除的气体进入臭氧破坏器处理，脱气后的液体经第二液位指示计控制第四调节阀，进入曝气生物滤池底部，从下至上经过曝气生物滤池，曝气生物滤池底部同时通过鼓风机配入气体，处理后的废水从上部排出，再经过砂滤池后，作为回用水返回生产套用，从曝气生物滤池配出的废水COD为30-40mg/L，TDS小于500mg/L。

所述的一种DMTO装置低BC比废水的深度处理方法，其特征在于步骤1）中所述的管式反应器为平推流式结构，其内部设置利于气体与液体的接触、再溶解的扰流装置，所述的扰流装置为螺旋、丝网或者波纹结构。

所述的一种DMTO装置低BC比废水的深度处理方法，其特征在于步骤1）中管式反应器内臭氧为来自停留罐未反应的臭氧，与废水的接触操作压力为0.6-0.8MPa，管式反应器内停留时间为0.5-1分钟。

所述的一种DMTO装置低BC比废水的深度处理方法，其特征在于步骤3）中鼓风机配入气体为空气或臭氧破坏器处理后的不含臭氧的气体。

所述的一种DMTO装置低BC比废水的深度处理方法所用的处理装置，包括一级混合器、二级混合器、脱气罐、管式反应器、停留罐及曝气生物滤池，其特征在于所述的一级混合器进口端连接废水水泵，出口端连接管式反应器进口端，所述的管式反应器出口端连接气液分离器侧面的进口端，气液分离器顶部气体出口端连接臭氧破坏器，气液分离器底部液体出口端连接二级混合器进口端，二级混合器出口端连接停留罐底部，停留罐侧面连接脱气罐底部进口端，脱气罐出气口端连接臭氧破坏器，脱气罐侧面出口端连接曝气生物滤池，所述的曝气生物滤池底部还连接鼓风机，鼓风机与臭氧破坏器出气口连接，所述停留罐顶部出口分别与一级混合器和臭氧破坏器连接，所述停留罐与一级混合器连接管路上、气液分离器与臭氧破坏器连接管路上、停留罐与脱气罐连接管路上及脱气罐与曝气生物滤池连接管路上分别设置第二调节阀、第三调节阀、第一调节阀及第四调节阀，第二调节阀、第三调节阀、第一调节阀及第四调节阀分别与压力指示计、气体经流量计、第一液位指示计及第二液位指示计连接，该装置对臭氧进行梯度循环利用，对臭氧中的氧气进行有效利用。

所述的一种DMTO装置低BC比废水的深度处理方法所用的处理装置，其特征在于所述的停留罐、脱气罐均为压力容器，内部分别设置第一溢流挡板和第二溢流挡板。

所述的一种DMTO装置低BC比废水的深度处理方法所用的处理装置，其特征在于所述的一级混合器、二级混合器均为文丘里喷射器。

所述的一种DMTO装置低BC比废水的深度处理方法所用的处理装置，其特征在于所述的管式反应器为平推流式结构，其内部设置扰流装置，所述的扰流装置为螺旋、丝网或者波纹结构。

通过采用上述技术，与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

1）本发明采用管式反应器在高速湍流状态下使臭氧与废水混合、反应，而且管式反应器采用平推流式设计，内部设置螺旋、丝网或者波纹扰流装置，能增加湍流效果、增加臭氧与废水的接触，可维持废水中较高的臭氧浓度，有利于气体与液体的接触、再溶解；

2）本发明的臭氧与废水在管式反应器内充分接触反应后，进入汽液分离器分离，液体从停留罐下部进入停留罐，在停留罐内溶解入水中的臭氧与废水中的难降解有机物反应，破坏其分子结构，提高废水的可生化性，而且停留罐的操作压力与管式反应器相同，以保证在管式反应器中已经溶解的臭氧不会因为压力的变化从水中逸出；

3）本发明将停留罐出来的反应尾气和DMTO装置低BC比废水全部通过两个混合器，将不同浓度的臭氧两个梯级利用，进一步提高利用率，通过文丘里混合器混合后的液体，再由脱气罐脱除臭氧气体后进入曝气生物滤池底部，避免了臭氧进入曝气生物滤池中，发生臭氧杀死曝气生物滤池的细菌的现象；经曝气生物滤池处理后，低COD废水从曝气生物滤池上部排出进入回用水池经砂滤后用于生产套用；

4）本发明通过设置臭氧处理器，将本工艺中未反应的臭氧全部经过臭氧处理器处理，去除其中的臭氧后，再与鼓风机出口的空气一起鼓入曝气生物滤池，充分利用了回收气体，减少了鼓风机的负荷，降低能耗。

5）本发明的DMTO装置低BC比废水的深度处理方法，它通过臭氧氧化改善其可生化性，为了提高臭氧的利用率，加强臭氧氧化的效果，本装置设置两级臭氧加压氧化，通过一级混合器和二级混合器高速湍流混合后，分别在管式反应器、停留罐内加压氧化反应，改变有机物结构。臭氧氧化后废水通过脱气罐排入曝气生物滤池，处理后的废水从上部排出，再经过砂滤池后，作为回用水返回生产套用，臭氧氧化尾气经臭氧破坏器破坏其中未反应的臭氧后与曝气生物滤池的空气混合后进入曝气池，充分利用其中的氧气。本发明的深度处理方法，操作简单、对设备要求低，经本发明的方法处理之后，不但能完成污水处理的问题，达到环境保护的目的。该方法主要针对DMTO装置中低含盐废水经生化处理后，COD为100mg/L左右，可生化性能很差的废水进一步降低其COD，可完全达到循环水回用标准，以满足生产循环套用的目的。

附图说明

图1为本发明的处理装置结构示意图。

图中：1-废水水泵，2-一级混合器，3-管式反应器，4-气液分离器，5-二级混合器，6-停留罐，7-脱气罐，8-曝气生物滤池，9-鼓风机，10-第一液位指示计，11-第一调节阀，12-压力指示计，13-第二调节阀，14-气体经流量计，15-第三调节阀，16-第一溢流挡板，17-第二溢流挡板，18-臭氧破坏器，19-第二液位指示计，20-第四调节阀。

具体实施方式

以下结合说明书附图对本发明作进一步的描述，但本发明的保护范围并不仅限于此：

如图1所示，本发明的DMTO装置低BC比废水的深度处理方法所用的处理装置，包括一级混合器2、二级混合器5、脱气罐7、管式反应器3、停留罐6及曝气生物滤池8，一级混合器2进口端连接废水水泵1，出口端连接管式反应器3进口端，所述的管式反应器3出口端连接气液分离器4侧面的进口端，气液分离器4顶部气体出口端臭氧破坏器18，气液分离器4底部液体出口端连接二级混合器5进口端，二级混合器5出口端连接停留罐6底部，停留罐6侧面连接脱气罐7底部进口端，脱气罐7出气口端连接臭氧破坏器18，脱气罐7侧面出口端连接曝气生物滤池8，所述的曝气生物滤池8底部还连接鼓风机9，鼓风机9与臭氧破坏器18连接，所述停留罐6顶部出口与一级混合器2和臭氧破坏器18连接，所述停留罐6与一级混合器2连接管路上、气液分离器4与臭氧破坏器18连接管路上、停留罐6与脱气罐7连接管路上及脱气罐7与曝气生物滤池8连接管路上分别设置第二调节阀13、第三调节阀15、第一调节阀11及第四调节阀20，第二调节阀13、第三调节阀15、第一调节阀11及第四调节阀20分别与压力指示计12、气体经流量计14、第一液位指示计10及第二液位指示计19控制，该装置对臭氧进行梯度循环利用，对臭氧中的氧气进行有效利用。该装置对臭氧进行梯度循环利用，对臭氧中的氧气进行有效利用，所述的停留罐6与脱气罐7均为压力容器，内部分别设置第一溢流挡板16和第二溢流挡板17，所述的管式反应器3为平推流式结构，其内部设置扰流装置，所述的扰流装置为螺旋、丝网或者波纹结构，有利于气体与液体的接触、再溶解。

如图所示，一种DMTO装置低BC比废水的深度处理方法，该低BC比废水的COD为90-110mg/L，BOD为0-5mg/L，具体步骤如下：

1）来自DMTO装置的SBR的低BC比废水通过废水水泵1增压至0.8-1.0MPa，由废水水泵1泵入一级混合器2中，与来自停留罐6罐顶未反应的臭氧在一级混合器2内高速湍流混合、溶解，混合均匀后进入管式反应器3在高速湍流状态下继续混合、反应，反应结束后从管式反应器3顶部流出，管式反应器3内臭氧为来自停留罐6未反应的臭氧，与废水的接触操作压力为0.6-0.8MPa，管式反应器3内停留时间为0.5-1分钟；

2）从管式反应器3顶部流出的废水进入气液分离器4，进行气液分离，气体从气液分离器4顶部排出，液体从气液分离器4底部排出，液体与来自臭氧发生器的臭氧经二级混合器5混合后从停留罐6底部进入停留罐6内，在停留罐6内溶解入废水中的臭氧与废水中的难降解有机物进一步反应，停留罐6内设置压力指示计12以及第一液位指示计10，通过压力指示计12控制第二调节阀13调节停留罐内压力，第一液位指示计10控制第一调节阀11调节停留罐内液位，经加压臭氧反应后的废水中的液体从停留罐6侧壁出口排出，再经过脱气罐7进行臭氧脱除，脱除的臭氧混合气从脱气罐7顶部排出，与气液分离器4顶部排出的气体、停留罐6顶部排出的多余反应尾气汇合后进入臭氧破坏器18处理，其中停留罐6顶部排出的一部分进入第一混合器2反应；

3）从气液分离器4顶部排出的气体经气体经流量计14控制第三调节阀15后进入臭氧破坏器18处理，臭氧破坏器18破坏后的不含臭氧的气体从臭氧破坏器18出气口出来，与鼓风机9的出风口相通，经鼓风机9将其从曝气生物滤池8底部鼓入曝气生物滤池8中重复利用，处理后的废水从上部排出，再经过砂滤池后，作为回用水返回生产套用，从曝气生物滤池配出的废水COD为30-40mg/L，TDS小于500mg/L，在脱气罐7内臭氧为来自管式反应器3经过两级反应后未反应的臭氧或氧气，混合后进入曝气生物滤池8，处理后的废水从上部排出，再经过砂滤池后，作为回用水返回生产套用，进一步利用尾气中的氧化物质，经本发明处理后可完全达到循环水回用标准。

实施例1

本公司的DMTO装置的SBR处理装置低BC比（即BOD5/COD比）废水，其出水流量为80m³/h，COD为100mg/L，TDS为500mg/L，BOD几乎为零 ，不能满足回用水要求。该废水通过本发明的废水水泵1升压至0.8-1.0Mpa（表压），臭氧发生器采用氧气源，臭氧发生器出口臭氧含量为60mg/L，臭氧的配入量为15mg/L废水，通过一级混合器2将臭氧和废水充分混合后，进入管式反应器3，管式反应器3管径为DN100，长度为22米，管式反应器3内设置螺纹扰流装置，废水及臭氧在管式反应器3内混合、反应停留时间为60秒，从停留罐6下部进入停留罐6，停留罐6操作压力保持0.7Mpa，所用的停留罐6有效容积为20m³，经加压臭氧反应后的废水从停留罐6内部设置的溢流挡板16上部溢流从停留罐6内排出，反应尾气从停留罐6顶部排出，反应尾气中臭氧含量为10mg/L，其余为氧气（相当于空气流量115m³/h）；经加压臭氧反应后的废水BOD至提升至80mg/L。从停留罐出来的废水和尾气通过脱气罐7处理后，废水从脱气罐7侧面进入曝气生物滤池8，气体（臭氧）从脱气罐7顶部排出，经臭氧破坏器18处理，处理后的气体经鼓风机9鼓入曝气生物滤池8底部，空气配入量为680m³/h，从曝气生物滤池配出的废水COD为30~40mg/L，TDS：500mg/L，再经沙滤处理后满足回用水要求，由于臭氧反应的尾气的利用，曝气生物滤池鼓风机负荷降低10%。

Claims (3)

1.一种DMTO装置低BC比废水的深度处理方法，该低BC比废水的COD为100-120mg/L，BOD为5-15mg/L，其特征在于所述的深度处理方法如下：来自SBR的低BC比废水通过一级混合器（2）与来自停留罐（6）的未反应尾气高速湍流混合后，在管式反应器（3）内加压反应，从管式反应器（3）出来的废水经气液分离器（4）与来自臭氧发生器的臭氧通过二级混合器（5）高速湍流混合后，在停留罐（6）内加压反应，处理后的废水从停留罐（6）上部排出进入脱气罐（7），经脱气后的废水通过液位控制进入曝气生物滤池（8）后，作为回用水返回生产套用，从气液分离器（4）和脱气罐（7）出来的气体通过臭氧破坏器（18）后进入与鼓风机（9）出口气混合后进入曝气生物滤池，具体如下：

1）来自SBR的低BC比废水通过废水水泵（1）增压至0.8-1.0MPa，由废水水泵（1）泵入一级混合器（2）中，与来自停留罐（6）罐顶未反应的臭氧在一级混合器（2）内高速湍流混合、溶解，混合均匀后进入管式反应器（3）在高速湍流状态下继续混合、反应，反应结束后从管式反应器（3）顶部流出；

2）从管式反应器（3）顶部流出的废水进入气液分离器（4），进行气液分离，气体从气液分离器（4）顶部排出，液体从气液分离器（4）底部排出，液体与来自臭氧发生器的臭氧经二级混合器（5）混合后从停留罐（6）底部进入停留罐（6）内，停留罐（6）内溶解入废水中的臭氧与废水中的难降解有机物进一步反应，停留罐（6）内设置压力指示计（12）以及第一液位指示计（10），通过压力指示计（12）控制第二调节阀（13）调节停留罐内压力，第一液位指示计（10）控制第一调节阀（11）调节停留罐内液位，经加压臭氧反应后的废水中的液体从停留罐（6）侧壁出口排出，反应尾气从停留罐（6）顶部排出，反应尾气部分进入一级混合器（2）与来自SBR的废水混合后进入管式反应器（3）反应，剩余反应尾气从停留罐（6）顶部另一出口排出，所述的气液分离器（4）顶部排出的气体经流量计（14）控制第三调节阀（15）流出后，再与来自脱气罐（7）顶部的剩余反应尾气汇合后由管道进入臭氧破坏器（18）处理后，经鼓风机（9）进入曝气生物滤池（8）中利用；

3）从停留罐（6）侧壁出口排出的加压臭氧反应后的废水中的液体从脱气罐（7）底部进入脱气罐（7）脱气，脱除的气体进入臭氧破坏器（18）处理，脱气后的液体经第二液位指示计（19）控制第四调节阀（20），进入曝气生物滤池（8）底部，从下至上经过曝气生物滤池（8），曝气生物滤池（8）底部同时通过鼓风机（9）配入气体，处理后的废水从上部排出，再经过砂滤池后，作为回用水返回生产套用，从曝气生物滤池配出的废水COD为20-30mg/L，TDS小于500mg/L，鼓风机（9）配入气体为空气或臭氧破坏器（18）处理后的不含臭氧的富氧气体。

2.根据权利要求1所述的一种DMTO装置低BC比废水的深度处理方法，其特征在于步骤1）中所述的管式反应器（3）为平推流式结构，其内部设置利于气体与液体的接触、再溶解的扰流装置，所述的扰流装置为螺旋、丝网或者波纹结构。

3.根据权利要求1所述的一种DMTO装置低BC比废水的深度处理方法，其特征在于步骤1）中管式反应器（3）内臭氧为来自停留罐（6）未反应的臭氧，与废水的接触操作压力为0.6-0.8MPa，管式反应器（3）内停留时间为0.5-1分钟。